Sorunun Çözümü
Bu soruyu adım adım çözelim:
- 1. Cismin yere düşme süresini bulma:
- Cisim "yere göre serbest bırakılıyor" ifadesi, cismin yere göre ilk hızının sıfır olduğu anlamına gelir. Yani,
v_0 = 0 \text{ m/s} . - Cisim 80 m yükseklikten bırakılıyor, yani başlangıç yüksekliği
h_0 = 80 \text{ m} . - Yer çekimi ivmesi
g = 10 \text{ m/s}^2 olarak verilmiştir. - Cismin yere düşme süresini bulmak için serbest düşme formülünü kullanırız:
h = h_0 + v_0 t - \frac{1}{2}gt^2 . - Yere çarptığında yükseklik
h = 0 olacağından: 0 = 80 + (0)t - \frac{1}{2}(10)t^2 0 = 80 - 5t^2 5t^2 = 80 t^2 = 16 t = 4 \text{ s} (Süre negatif olamayacağı için pozitif kökü alırız).- 2. Balonun bu süre zarfındaki yükseliğini hesaplama:
- Balon sabit
10 \text{ m/s} hızla yükselmeye devam etmektedir. - Cismin yere düşme süresi
t = 4 \text{ s} boyunca balonun kat ettiği ek mesafe\Delta h olacaktır. \Delta h = v_{balon} \times t \Delta h = 10 \text{ m/s} \times 4 \text{ s} = 40 \text{ m} .- Balonun başlangıç yüksekliği 80 m idi. Cisim yere çarptığında balonun yerden yüksekliği, başlangıç yüksekliği ile kat ettiği ek mesafenin toplamı olacaktır.
h_{balon,son} = h_{balon,başlangıç} + \Delta h h_{balon,son} = 80 \text{ m} + 40 \text{ m} = 120 \text{ m} .
Cevap E seçeneğidir.